大连港66KV变电站动态无功补偿模糊控制器的设计与仿真

摘要

大连港港口供电系统的电气设备(如门机、皮带机、风机等)具有大功率、冲击性负荷的性质,大量运行将导致电网电压下降,无功功率不足,会严重影响电网质量。目前港口6-10KV配变电站中基本装设了有载调压变压器和无功补偿自动投切并联电容器组等设备,虽然局部地区电压质量和功率因数得到了有效的改善,但还不能从根本上解决港口供电电网电压波动大,无功功率需求不均衡等问题。因此,需要在上一级66KV变电站进行一次集中补偿,改善整个电网的供电质量。
　　 目前66KV变电站无功补偿采用人工投切电容器补偿方式,在无功功率波动较大时,既增加了值班员的工作强度又不能及时准确的均衡电网的无功功率。为了改善大连港港口供电66KV变电站无功补偿的现状,以大窑湾66KV变电站为工程背景,在现有设备基础上设计了动态无功补偿模糊控制器。主要工作如下:
　　 1.首先概述了变电站动态无功补偿发展与应用,接着重点分析了变电站VQC装置应用的九区控制策略存在的不合理因素,提出新的十七区控制策略方案,作为模糊控制器电压无功动态调节的基本理论依据。
　　 2.将新的十七区控制策略与模糊控制技术有机结合,将电压及无功重新进行模糊分区,提出了新的变电站电压无功调节模糊控制策略,设计了66KV变电站动态无功补偿模糊控制器。
　　 3.利用MATLAB模糊逻辑工具箱(Fuzzy Logic Toolbox)建立变电站动态无功补偿模糊控制器计算机模型,运用MATLAB/SIMULINK中的电力系统模块(SimPowerSystems)搭建大窑湾66KV变电站仿真模型,并将设计好的模糊控制器与构建好的变电站模型连接,完成对变电站电压无功的模糊控制,并运行此模型得出仿真结果。通过对计算机仿真结果的分析,表明设计的模糊控制器是有效的,符合理论要求,实现了预先的设计构想。

目录

文摘

英文文摘

引言

第1章 大连港港口供电系统无功补偿概述

1.1 无功对港口供电的影响

1.2 大连港港口供电概况

1.3 大连港港口变电站无功补偿现状分析

第2章 变电站动态无功补偿概述

2.1 变电站动态无功补偿的发展与应用

2.2 无功补偿原理

2.3 分接头及电容器调节对电压无功功率的影响

2.4 十七区控制策略

第3章 模糊控制理论概述

3.1 模糊控制的特点

3.2 模糊控制器结构

3.3 模糊控制器设计原理

3.3.1 模糊控制规则设计

3.3.2 模糊化方法及解模糊化方法

3.3.3 论域、量化因子及比例因子选择

3.3.4 模糊控制算法的流程

第4章 66KV变电站动态无功补偿模糊控制器的设计

4.1 66KV变电站模型建立

4.2 变电站无功补偿策略设计

4.2.1 无功补偿调节量初始值的估算

4.2.2 无功控制上下限的确定

4.2.3 电压调节上下限的确定

4.2.4 电压和无功平衡的调节策略

4.2.5 66KV变电站动态无功补偿模糊控制器的设计

第5章 66KV变电站动态无功补偿模糊控制器的仿真

5.1 无功补偿模糊控制器的仿真

5.2 66KV变电站SIMULINK仿真模型建立

5.3 电压无功模糊控制器模块的实现

5.3.1 有载调压变压器模块

5.3.2 无功补偿控制模块

5.3.3 电压无功控制器仿真结果分析

结论

参考文献

攻读学位期间公开发表论文

致谢